[发明专利]纳米羟基磷灰石水溶胶及其制备方法和在牙膏中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米羟基磷灰石水溶胶及其制备方法和在牙膏中的应用。

背景技术

羟基磷灰石是脊椎动物骨骼和齿的主要成分，具有良好的化学稳定性和生物相容性。纳米羟基磷灰石具有高表面能、高静电场、强极化力等特性，对牙釉质和牙骨质有极高的亲和力，可促进牙釉质表面再矿化，提高牙釉面显微硬度，增强对酸的抵抗力，美白牙齿；另外纳米羟基磷灰石还能吸附氨基酸和蛋白质、葡聚糖等多糖，破坏致龋菌斑的形成，因此纳米羟基磷灰石具有防治龋病和牙周病这两种多发口腔疾病的功能。对于纳米羟基磷灰石的制备和在牙膏中的应用，已有许多人进行了有益的研究：如孟祥才等发明的“纳米羟基磷灰石及制备方法和在牙膏中的应用”(专利申请号02160058.9)采用氢氧化钙和磷酸二氢钙为原料，通过加入形核剂柠檬酸盐，制备粒度小于100nm的羟基磷灰石水溶胶和粉体加入牙膏中。而在另一专利“针状纳米羟基磷灰石在牙膏中的应用”(专利申请号200410043880.7)中，发明者将最大尺寸小于50nm的针状纳米羟基磷灰石加入到牙膏中，达到了更好地修补牙齿、防龋、脱敏效果，但未公开纳米羟基磷灰石的制备方法。张超武等发明的“一种活性羟基磷灰石牙膏的制备方法”(专利申请号200510096305.8)，以氢氧化钙和磷酸为原料制备得到羟基磷灰石粉体，经高温煅烧加入到牙膏中。刘杰等发明的“一种纳米级牙膏添加剂及合成方法”(专利申请号200410046143.2)，采用溶胶-凝胶法制备了一种锶取代纳米羟基磷灰石牙膏添加剂。谢兴益等发明的“水热法制备纳米羟基磷灰石胶体的方法”(专利号200610020579.3)，通过加入钙盐0.2～2倍摩尔量的柠檬酸盐采用共沉淀法制备得到了水相中稳定分散的纳米羟基磷灰石胶体粒子，然后超滤纯化得纳米羟基磷灰石胶体。

按上述技术虽然都能制备纳米羟基磷灰石和含纳米羟基磷灰石的牙膏，但均不能同时满足原料便宜、制备简单、分散良好、加入方便的要求。牙膏是一种大众消费品，价格低廉，复杂的制备和分散技术，以及使用过多牙膏不必要的添加剂都会增加产品成本，影响其推广应用。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明公开了一种纳米羟基磷灰石水溶胶的制备方法，该方法工艺简单，原材料价格低廉，根据该方法制备出来的纳米羟基磷灰石水溶胶不需进行特殊分散处理便可方便地加入牙膏中。

为实现本发明的目的采用如下技术方案：一种纳米羟基磷灰石水溶胶的制备方法，包括如下步骤：

第一步，制备含氢氧化钙1～28wt％的石灰乳，装入反应器中；

第二步，在所述石灰乳中加入醋酸或醋酸钙，搅拌均匀，得混合物；混合物中醋酸根与钙的摩尔比为1～6∶10；

第三步，将所述混合物加热至30～95℃，然后逐渐加入8～30wt％的稀磷酸溶液并持续搅拌，搅拌速度>300r/min，加入稀磷酸溶液的时间为1～30分钟，继续反应3～20小时，最后用醋酸溶液调节pH值至7.5～8.5，冷却，得纳米羟基磷灰石水溶胶；其中，加入稀磷酸溶液的质量按以下方法计算得出：减去所述混合物中醋酸钙的钙量后按钙磷摩尔比为1.68～1.70∶1的比例加入稀磷酸溶液。

为了更好地实现本发明，所述第一步的石灰乳中氢氧化钙的含量为10～28wt％。

所述第二步的混合物中醋酸根与钙的摩尔比为2～4∶10。

所述第三步为将所述混合物加热至65～95℃，然后逐渐加入14～30wt％的稀磷酸溶液并持续搅拌，搅拌速度≥600r/min，加入稀磷酸溶液的时间为3～10分钟，继续反应6～12小时，最后用0.5～3wt％的醋酸溶液调节pH值至7.5～8.5，冷却，得纳米羟基磷灰石水溶胶。

一种上述纳米羟基磷灰石水溶胶的制备方法制得的纳米羟基磷灰石水溶胶，包括1～18wt％的纳米羟基磷灰石、1～8wt％的醋酸钙和水。

所述纳米羟基磷灰石呈针状，长度为60～100nm，在所述纳米羟基磷灰石水溶胶中呈单分散状态。

上述纳米羟基磷灰石水溶胶用于制备牙膏。

上述纳米羟基磷灰石水溶胶用于制备牙膏，先将所述纳米羟基磷灰石水溶胶与保湿剂混合，然后加入硅酸钠和质量为摩擦剂总质量1/3～1/2的摩擦剂，混合0.5～2小时，再加入剩余的摩擦剂和其它原料，充分混合后按公知方法制备牙膏。其中纳米羟基磷灰石水溶胶与硅酸钠的质量比为1∶0.01～0.02；纳米羟基磷灰石水溶胶与保湿剂的质量比为1∶0.5～1.1；纳米羟基磷灰石水溶胶与摩擦剂的质量比为1∶1～2.2。

其中，加入到牙膏中的纳米羟基磷灰石占牙膏总质量的2～7％。